Zhruba každý týden nám na stole přistane kresba se dvěma popisky, které vypadají téměř zaměnitelně: krátká rovná čára nakreslená nad hřídelem a malý rovnoběžník nakreslený nad obličejem. Přímost a rovinnost jsou tvarové tolerance. Ani jeden nepotřebuje referenční údaj. Obojí se obvykle kontroluje úchylkoměrem a povrchovou deskou. A přesto se na část ptají úplně jinak.
Inženýři, kteří jsou v GD&T noví, se nás často ptají, který z nich použít. Krátká odpověď je, že přímost ovládá čáru nebo osu, zatímco rovinnost řídí celý povrch. Delší odpověď je to, o čem je zbytek tohoto článku.
Zde je návod, jak zákazníkům tyto dva popisy vysvětlit a jak se rozdíl projevuje na skutečných součástech.
Co Přímost vlastně řídí
Přímost je dvourozměrné ovládání. Aplikováno na rovný povrch říká, že každý jednotlivý čárový prvek na tomto povrchu musí ležet mezi dvěma rovnoběžnými čarami oddělenými hodnotou tolerance. Aplikuje se na prvek velikosti, jako je dřík šroubu, kolík nebo optický hřídel, řídí odvozenou střední čáru a toleranční zóna se stává válcem, jehož průměr se rovná hodnotě tolerance.
Dvě vlastnosti činí přímost neobvyklou:
- Není vyžadován žádný údaj. Toleranční zóna se může volně posouvat a otáčet, dokud nezachytí skutečný prvek co nejtěsněji, takže inspektor měří pouze tvar, nikoli orientaci nebo umístění.
- Působí vždy jedním směrem. Plocha, která dobře měří podél své délky, může být stále ohnuta, zkroucena nebo zkroucena po celé své šířce a popis přímosti provedený jedním směrem to nezachytí.
Označení přímosti 0,02 mm na stopce hřídele znamená, že odvozená střední čára se musí vejít do válce o průměru 0,02 mm po celé délce prvku. Pokud výkres přidá vedle tolerance modifikátor maximálního stavu materiálu, přípustná chyba narůstá s tím, jak se skutečný průměr odchyluje od maximálního stavu materiálu. Tato bonusová tolerance je to, co umožňuje mírně poddimenzovanému hřídeli se o něco více ohnout a přesto projít kontrolou.
Tam, kde si přímost zaslouží své místo, jsou dlouhé, štíhlé prvky, které posouvají, otáčejí nebo vyrovnávají něco jiného: vodicí tyče, vřetena, vyhazovací čepy, dříky ventilů a jádra hřídelů uvnitř malých převodovek a rotačních mechanismů.
Co doopravdy znamená plochost
Plochost bere stejnou myšlenku a roztahuje ji po celé ploše. Toleranční zóna jsou dvě rovnoběžné roviny oddělené hodnotou tolerance a každý bod na kontrolované ploše mezi nimi musí sedět. Stejně jako přímost nepotřebuje rovinnost žádný základ a dvě roviny se mohou volně naklánět, dokud nezachytí povrch co nejtěsněji.
Ta svoboda je důležitá část. Popis rovinnosti nezajímá, jak je povrch orientován v prostoru. Stará se pouze o to, aby samotný povrch nebyl prohnutý, miskovitý nebo zvlněný. Dokonale plochý obličej sedící ve třech stupních ke spodní části dílu je stále plochý.
Přímost a plochost spolu souvisí. Plocha, která je rovná, je automaticky rovná ve všech směrech, kterými byste přes ni mohli nakreslit čáru. Opak není pravdou. Představte si list papíru jemně svinutý kolem velkého válce. Každá čára podél role je dokonale rovná, ale arch jako celek je zakřivený. Přímý popis by tento list akceptoval. Popis plochosti by to odmítl.
Rovinnost je také přesnější popis, když musí plocha těsnit, klouzat nebo sedět v jedné rovině s jinou plochou pod zatížením. Podložka, která se kolébá na tělese, nebo sedlo ventilu, které se nezavírá rovnoměrně, je problém s rovinností, nikoli s přímostí.
Rovnost vs plochost: Rozdíl v tabulce
Oba popisy jsou tolerance tvaru, které nepotřebují žádný základ, ale řídí odlišnou geometrii a jsou ověřovány různými způsoby. | Aspekt | Přímost | Plochost |
| Toleranční zóna | Dvě rovnoběžné čáry na ploše nebo jeden válec na ose | Dvě rovnoběžné roviny |
| Geometrie řízená | Jeden čárový prvek nebo odvozená střední čára | Celý povrch najednou |
| Je vyžadován datum | Ne | Ne |
| Rozměrová povaha | Dvourozměrný, čára | Trojrozměrný, povrch |
| Vztah k druhému | Neznamená plochost | Znamená přímost v každém směru |
| Typické vlastnosti | Hřídele, čepy, tyče, vřetena, čepy | Těsnící čela, čela podložek a matic, příruby, montážní podložky |
| Společná kontrola | Rozmítání indikátoru podél čáry, V-bloky pro osu, skenování čáry CMM | Rozmítání indikátoru na povrchové desce, optické ploché, mřížkové skenování CMM |
Rozdíl mezi čárou a povrchem má několik praktických důsledků, které lidi přitahují:
- Rovinnost znamená přímost ve všech směrech. Pokud je plocha plochá do 0,05 mm, jakákoli čára na ní nakreslená je rovná také do 0,05 mm.
- Přímost v jednom směru neříká nic o směru kolmém. Součást může projít jednosměrnou kontrolou přímosti a přesto se na povrchové desce kývat.
- Přímost os a přímost povrchu se chovají odlišně, i když jsou nazývány stejným názvem a vytištěny se stejným druhem popisku.
- Žádný popis neřídí texturu povrchu, zvlnění v jiném měřítku nebo orientaci prvku k základně. Místo toho potřebují poznámky o povrchové úpravě, profil, rovnoběžnost nebo kolmost.
Kde každý popisek patří na skutečnou kresbu
V praxi mají tyto dva popisky tendenci žít v různých rozích tisku.
Rovnost se obvykle objevuje na
- Vodicí tyče, vřetena a plunžry, které musí běžet přesně po své délce.
- Hmoždinky, kuželové kolíky a vodicí kolíky, které nastavují polohu přípravku nebo desky.
- Jádra hřídelí, stupňovité hřídele a optické hřídele v malých rotačních sestavách.
- Dlouhé čepy a závitové tyče tam, kde by ohýbání nesrovnalo spoj.
Plochost se obvykle objevuje na
- Těsnící plochy na tělesech ventilů, armaturách a hydraulických součástech.
- Čela podložek, čela ložisek matic a čela ložisek hlavy šroubu, které rovnoměrně rozkládají upínací zatížení.
- Čela přírub, čelní plochy ozubených kol, montážní podložky a krycí desky, které se přišroubují a nesmějí unikat.
- Jakákoli plocha, která klouže po jiné ploše, například otěrová deska nebo posuvný kryt.
Šroub s vnitřním šestihranem je dobrým příkladem toho, že oba popisy žijí na stejném dílu. Stopka může nést označení pro přímost osy, takže se nevázne v otvoru pro vůli, zatímco spodní strana hlavy může nést označení rovinnosti, takže se upínací zatížení rozkládá rovnoměrně místo toho, aby se soustředilo na jednu hranu.
Jak měříme obojí v obchodě
Ani jedna tolerance se těžko kontroluje, ale obojí se snadno kontroluje špatně.
Měření přímosti
U čáry na povrchu se součást posadí na povrchovou desku a číselník se pohybuje podél prvku. Rozpětí mezi nejvyššími a nejnižšími naměřenými hodnotami, vzatými podél této jediné čáry, je chyba přímosti. U osy je díl podepřen ve V-blocích nebo mezi středy, otočen a tažen podél své délky. Na směru vysokých bodů záleží stejně jako na jejich velikosti, protože popisek ve skutečnosti odkazuje na odvozenou střední čáru a ne na povrch, kterého se můžete dotknout.
Měření rovinnosti
Na povrchové desce roztírá výškoměr nebo indikátor mřížku po ploše a rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou je chyba rovinnosti. U lapovaných nebo jemně broušených ploch optický plochý a monochromatický zdroj světla vykazují interferenční pásy, které mapují tvar povrchu během několika sekund. U složitých nebo přerušovaných ploch je obvykle praktickou cestou skenování sítě CMM.
Ať už se použije jakákoli metoda, o tom, zda číslo něco znamená, rozhodují tři věci. Podepřete díl tak, jak sedí v sestavě, protože tříbodová podpěra zabraňuje kývání, které se nafoukne při každém čtení. Nechte součást a měřidlo dosáhnout stejné teploty, protože 100 mm ocelová plocha naroste o 0,0012 mm na každý stupeň Celsia. A vyčistěte povrch, protože jeden čip na povrchové desce je snadno vysoký několik mikrometrů. Udržování těchto proměnných pod kontrolou je většina práce s rozměrovou přesností a podrobněji jsme to popsali v naší poznámce o jak udržujeme rozměrovou přesnost pod kontrolou .
Nadměrná tolerance stojí více než nízká tolerance
Pokud existuje nějaký zvyk, který zatlačujeme zpět, je to popis rovinnosti nebo přímosti zkopírovaný z předchozího výkresu na součást, která to nikdy nepotřebovala.
Utažení rovinnosti z 0,05 mm na 0,01 mm na ploše podložky nezmění pouze číslo v tabulce. Změní to proces. Znamená to lapování nebo jemné broušení, častější orovnávání kotoučů, další kontrolní stanice, třídění a vyšší zmetkovitost. Totéž platí pro přímost na hřídeli: 0,01 mm osa osy na 200 mm stopce obvykle změní soustružení na operaci broušení.
Při kontrole tisku se zákazníkem používáme několik základních pravidel:
- Zeptejte se, co funkce vlastně dělá. Těsnicí, posuvné a polohovací plochy si vysloužily označení rovinnosti. Kosmetické tváře to dělají jen zřídka.
- Udržujte toleranci tak velkorysou, jak to funkce umožňuje. Pokud sestava toleruje odchylku 0,1 mm, je označení rovinnosti 0,05 mm již dvakrát přísnější, než je potřeba.
- Použijte přímost pro osy a linie, rovinnost pro oblasti. Jejich smíchání je nejčastějším důvodem odmítnutí součásti pro něco, na čem nikdy nezáleželo.
- Pamatujte, že plochost znamená přímost. Umístění obou na stejnou tvář je obvykle zbytečné.
Zakázková práce je tam, kde na tomto rozhovoru záleží nejvíce, protože každý nestandardní spojovací prvek nebo obrobená součást začíná kresbou a rozhodnutím o tom, co je skutečně potřeba kontrolovat.
Přímost a plochost nejsou konkurenčními popisky. Popisují dva různé tvary chyby: čáru, která putovala, a povrch, který opustil svou rovinu. Jakmile je tento rozdíl jasný, rozhodování o vykreslování bude snazší a kontrola se zkrátí, protože se nikdo nemusí dohadovat o tom, která toleranční zóna platí.
Pokud výtisk na vašem stole vypadá nejednoznačně nebo se tolerance zdá přísnější, než úloha potřebuje, odešlete jej. Raději si to promluvíme, než čipy vyletí, než abychom potom třídili díly.
